Простой вольтметр на микроконтроллере для автомобиля (PIC16F1827)
На приборной панели большинства автомобилей нет вольтметра, есть только лампочка, которая горит когда напряжение сильно снижается. Чаще всего это происходит при обрыве ремня генератора или полном выходе генератора из строя. При том, такая неисправность как повышенное напряжение вообще никак не индицируется. А ведь это зачастую даже опаснее, потому что происходит перезаряд аккумулятора, после чего его трудно восстановить.
Плохо и снижение и повышение напряжения, поэтому, в процессе эксплуатации автомобиля желательно знать величину напряжения на аккумуляторе и его изменение на различных режимах работы двигателя и электрооборудования. Поэтому, вольтметр все же необходим, и проблема эта известная.
В литературе опубликовано множество вариантов схем и решении на эту тему, да и в продаже имеются самые различные варианты, от отдельных точечных светодиодных вольтметров, до бортовых компьютеров и приставок, позволяющих видеть напряжение и другие параметры на экране смартфона. Поэтому, описываемое здесь устройство не является чем-то не обычным, а всего лишь еще одним.
В большинстве случаев автомобильный вольтметр питается измеряемым напряжением. Чаще всего схема такая, -микросхема и индикаторы питаются через понижающий стабилизатор, а на вход измерителя поступает напряжение до стабилизатора.
Рис.1. Принципиальная схема цифрового вольтметра на микроконтроллере PIC16F1827.
Но сейчас очень популярны «разветвители прикуривателя» со встроенным понижающим стабилизатором напряжения 5V и несколькими гнездами типа USB для зарядки и питания различной карманной электроники вроде сотовых телефонов, смартфонов, аудиоплееров. Такой прибор был и в моем автомобиле, поэтому было принято решение питать схему вольтметра напряжением 5V от разъема USB, а измеряемое напряжение снимать с разъема прикуривателя. Для чего были приобретены соответствующие штекеры.
Схема вольтметра показана на рис. 1. Основой служит микроконтроллер D1 типа PIC16F1827. У данного микроконтроллера есть аналогово-цифровой преобразователь со встроенным источником опорного стабильного напряжения 4,096V.
Благодаря чему достигается хорошая точность преобразования. Входное напряжение не должно быть большей этой величины, поэтому оно поступает на вход (порт RA4) через делитель на резисторах R9 и R10. Максимальное измеряемое напряжение равно 16,93V. Стабилитрон VD1 защищает вход микроконтроллера от напряжения, превышающего напряжение питания.
Индикация осуществляется на четырехразрядном табло из четырех семисегментных светодиодных индикаторах с общими катодами. Светодиодные индикаторы АЛСЗЗЗА можно заменить любыми с общим катодом. Разъем Х1 включается в USB гнездо для зарядки портативных устройств, а Х2 - в прикуриватель.
Если нужно чтобы вольтметр питался от измеряемого напряжения, нужно схему дополнить одним стабилизатором типа 7805, через который подать питание с Х2 на вывод 14 D1.
Прошивка для микроконтроллера - Скачать (5 КБ).
Горчук Н. В. РК-2016-01.